Química

¿Por qué los libros viejos tienen ese olor característico?

Es agradable el olor de los libros.

¿Quién no ha acercado la nariz para disfrutar de ese olor mezcla de tinta y papel? No hay lector habitual que no disfrute de ese placentero olor.

Pero… un libro nuevo huele a nuevo, y un libro viejo huele a viejo. ¿Por qué? ¿No es acaso el mismo papel?

El olor de los libros viene dado por varios factores, entre ellos la tinta y el papel, pero principalmente por el papel y, concretamente, por la lignina que contiene.

La lignina es el polímero orgánico más abundante en el mundo vegetal, responsable de la estructura leñosa de los tallos. Gracias a la lignina los troncos de los árboles se mantienen firmes y erguidos y pueden alcanzar las elevadas alturas que alcanzan.

Con el paso del tiempo la lignina se oxida, por lo que las hojas amarillean y desprenden más olor.

El olor es resultado de cientos de compuestos orgánicos volátiles y semivolátiles procedentes de los procesos de degradación del papel y la oxidación de su lignina. Depende tanto de la composición del papel como del entorno en el que el libro ha envejecido.

Y, ciertamente, es un olor inconfundible. ¿O no?

 

 

Nota sabionda: En la actualidad el papel de los libros tiene poca lignina, ya que utilizan papel libre de ácidos, para que las hojas permanezcan blancas por más tiempo.

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¿Por qué se agotan las baterías de los coches en invierno?

Bueno, no siempre se agotan en invierno, pueden agotarse en otres épocas del año. Ni tampoco es que se agoten al llegar el invierno, que no tienen porqué.

Lo que sí suele suceder es que se agoten precisamente durante el invierno, porque las bajas temperaturas tienen mucho que ver en su pérdida de capacidad. Así que, a menudo, no pueden proporcionar un arranque prolongado a bajas temperaturas.

Veamos qué es lo que hace la batería y cómo lo hace.

Las baterías de los automóviles reciben también el nombre de baterías de arranque, pues su misión principal es poner en marcha el motor de combustión interna. Para ello necesitan producir en un espacio de tiempo muy corto una alta intensidad de corriente.

Una batería consta de un polo positivo, integrado por dióxido de plomo, y un polo negativo, de plomo puro, que están inmersos en una mezcla de agua destilada y ácido sulfúrico, que cumple la función de electrolito.

Cuando el acumulador entrega energía eléctrica, se producen una serie de reacciones químicas entre los polos y el ácido sulfúrico.

El descenso de temperatura que se produce durante el invierno incrementa las viscosidad del ácido. Y al espesarse se perturba notablemente la reacción química. Además la baja temperatura del aceite del motor hace que el proceso de arranque sea más difícil.

Al llegar el invierno se debería comprobar si la capacidad de la batería es suficiente para el arranque a temperaturas bajo cero.

 

 

Nota sabionda: A -20 °C solo esta disponible la mitad de la capacidad normal y su funcionamiento no está garantizado.

Nota sabionda: En lugares con inviernos muy duros se acostumbra a desconectar la batería durante la noche para guardarla en un cuarto caliente.

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¿De qué está hecho el cristal blindado?

Llamamos coloquialmente cristal blindado al vidrio que se coloca en entidades bancarias, joyerías y determinados vehículos de seguridad, para proteger de impactos de bala a los que se coloquen tras este parapeto.

El nombre técnico correcto es el de vidrio laminado de seguridad y está compuesto por varias láminas de vidrio entre las que se intercalan diversas capas de otros materiales.

Generalmente está formado por tres capas: dos lunas de cristal grueso y duro entre las que se intercala una capa de plástico —generalmente polivinilo— o resina fundida. Aunque también es frecuente que se alternen varias capas de ambos materiales para aumentar su resistencia.

Todas estas capas se funden entre sí, mediante una elevada presión que impida que se separen, en un proceso llamado laminación. La pieza única obtenida tiene un espesor que varía de 15 a 66 mm, de acuerdo con el nivel de protección que se requiera.

Gracias a la dureza que aporta el cristal y a la elasticidad del segundo material, el sistema de blindaje puede absorber la energía cinética que libera el impacto de un proyectil. Además, cuando el cristal recibe el impacto, se quiebra, pero las esquirlas quedan adheridas a las capas intermedias, manteniendo así la integridad del conjunto.

En cuanto a la resistencia de un blindaje, depende del tipo de cristal utilizado para hacer las láminas, de su grosor y del material que se haya colocado entre ellas.

 

 

 

Nota sabionda: El espesor nominal mínimo para considerar un cristal blindado es de 38mm según la NOM-142-SCFI-2000.

Nota sabionda: El vidrio laminado sin grosor de blindaje se emplea en la fabricación de los parabrisas para automóviles.

Nota sabionda:Existen 4 métodos de fabricación de vidrios antibala: vidrio laminado con EVA, vidrio laminado con PVB, vidrio pegado con resinas líquidas en frío y vidrios laminados mixtos (vidrio + policarbonato).

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¿Por qué no hay pilas de tipo B?

Las pilas se fabrican en diferentes estándares definidos por la norma ANSI C18.1 American National Standard for Dry Cells and Batteries-Specifications, de tal manera que su utilización sea universal según los requerimientos del aparato al que suministrar energía eléctrica.

Y se refieren a su tamaño y al voltaje proporcionado, independientemente de si son alcalinas, de litio, recargables…

Así, las de uso más corriente son:

AA – consiste en una celda electroquímica en forma de prisma circular de 50 mm de longitud y de 13,2 mm de diámetro que proporciona 1,5 V.

AAA – consiste en una celda electroquímica en forma de prisma circular de 44,5 mm de longitud y de 10,5 mm de diámetro que proporciona 1,5 V.

C – consiste en una celda electroquímica en forma de prisma circular de 46 mm de longitud y de 26 mm de diámetro que proporciona 1,5 V.

D – consiste en una celda electroquímica en forma de prisma circular de 58 mm de longitud y de 33 mm de diámetro que proporciona 1,5 V.

Todas proporcionan el mismo voltaje, aunque su tamaño las hace adecuadas a diferentes tipos de aparatos.

¿Y bueno? Pues sí, nos hemos saltado la B, pero fijándonos un poco veremos que también nos hemos saltado la A.

¿Eso quiere decir que no existen? Bueno, no se fabrican en la actualidad porque los aparatos a los que estaban destinadas ya no se fabrican por obsoletos.

Las pilas de tipo A tenían también forma de prismas circulares de tamaños variados, estaban destinadas a la alimentación de filamentos de receptores de radio antiguos y suministraban 6 V.

También existían unas pilas de tipo C, con forma de prismas circulares de tamaños variados, destinadas a la polarización de rejilla de los receptores de radio antiguos que suministraban voltajes que iban de los 4,5 V a los 6 V.

Y, por último, las pilas de tipo B, también con forma de prismas circulares de varios tamaños, a veces con tomas intermedias, utilizadas para la alimentación de placa de receptores de radio antiguos. Éstas suministraban voltajes de 45 V, 60 V, 90 V y en algunos casos más.

 

 

Nota sabionda: Las modalidades de baterías recargables de 1,5 V suelen suministrar alrededor de 1,2 V.

Respuesta a una consulta de Isaac García

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¿Los peces beben agua?

A juzgar por el famoso villancico… “pero mira cómo beben los peces en el rio… beben y beben y vuelven a beber…” se diría que sí.

Pero, amigos y amigas, curiosos y curiosas, los peces del río no beben. En el sentido más amplio: no beben ni agua. Otra cosa son los peces marinos; ésos sí que beben agua.

¿Y a qué obedece la diferencia?

Los peces marinos viven en un medio hiperosmótico, un medio que tiene una mayor concentración de sales que el propio cuerpo del pez. Como el agua siempre fluye, por ósmosis, de las concentraciones menos salinas a la más salinas, el cuerpo del pez pierde agua y sufre una progresiva deshidratación.

Así que se ve obligado a beber agua con el fin de separar de la solución salina el agua pura que les permita satisfacer sus necesidades metabólicas.

Pero al pez de agua dulce le sucede lo contrario. Su concentración salina es superior a la del medio y por ello deben eliminar el agua dulce que contínuamente ingresa en sus cuerpos. Y, por supuesto, no necesitan beber, puesto que agua dulce les sobra.

Resumiendo: ¿los peces beben agua? Los de agua salada, sí. Los de agua dulce, no.

 

 

Nota sabionda: Los peces de algua dulce toman a través de las branquias las pocas sales presentes en el agua que les rodea. Los peces marino excretan el exceso de sal a través de las branquias y de algunas glándulas rectales.

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¿Cuántos sabores conoces?

Si tu respuesta es: 4, salado, dulce, amargo y ácido… bien, estás aprobado; es la respuesta clásica que de niños aprendimos en el colegio.

Si tu respuesta es: 5, salado, dulce, amargo, ácido y umami… mucho mejor, o eres japonés o lo tuyo es de nota.

Vale, vale, pero… ¿umami?

Umami es una palabra compuesta japonesa que significa ‘sabor delicioso’ pues así es la sensación gustativa, difícil de describir pero sabrosa y duradera, que se experimentaba al tomar determinados alimentos.

Y el nombre es japonés porque fue un japonés el primero en ponerle nombre, el primero en identificar ese sabor sutil como único y no como mezcla o ausencia de los otros cuatro.

En 1908 Kikunae Ikeda —químico y profesor de la Universidad Imperial de Tokio— detectó un sabor común a los espárragos, el tomate, el queso y la carne, que no era dulce, ni ácido, ni amargo ni salado. Y era un sabor muy intenso en un plato típico japonés, una sopa de algas llamada kombu dashi.

De estas algas extrajo el compuesto responsable del sabor: el glutamato sódico, que además de poseer un sabor característico potencia también otros sabores haciendo más apetitosos los alimentos.

Algunos alimentos con sabor umami son pescados, mariscos, carne curada, champiñones, verduras como los champiñones, tomates y espinacas, algunos quesos fermentados y… ¡el jamón ibérico!

 

 

Nota sabionda: El primer encuentro de los humanos con el sabor umami se da al probar la leche materna.

Nota sabionda: Este sabor no se tuvo en consideración durante mucho tiempo porque no se habían identificado los receptores gustativos específicos. Fue en el 2000 que científicos de la Universidad de Miami descubrieron unos receptores específicos de glutamato en las papilas gustativas.

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¿Por qué la sal conserva los alimentos?

Hay diferentes métodos para mantener los alimentos conservados durante más tiempo del que se mantendrían en condiciones aptas para el consumo si no aplicásemos ninguno.

El secado al sol es uno de los métodos más antiguos de conservación de alimentos. Y también lo es el congelado, usado de antiguo en las zonas más septentrionales del planeta.

El otro es la salazón: curar con sal carnes, pescados y otras sustancias para su conservación.

Todos ellos tienen un punto en común que es la eliminación del agua para que los microorganismos no proliferen. Claro que en el caso del frío no se elimina el agua, pero el hielo ya no es utilizable.

Sin entrar a tratar estos otros dos métodos en profundidad, vamos a pasar a ver la salazón.

La sal retira el contenido acuoso de los alimentos mediante un proceso conocido por ósmosis. Cuando dos soluciones acuosas con diferente concentración de soluto se encuentran separadas por una membrana semipermeable, se genera un trasvase de agua desde la zona de más baja concentración o hipotónica, hacia la de alta concentración o hipertónica, buscando el equilibrio.

Sencillamente, la sal retira el agua de los alimentos reduciendo al límite el factor conocido como la actividad de agua.

La actividad de agua (aw) es la relación entre la presión de vapor del agua del alimento y la del agua pura a la misma temperatura. O sea, mide el agua disponible en un alimento. Y como la sal reduce este valor por debajo de un 0,60 no permite crecer prácticamente nada, pues muy pocos microorganismos y ningún patógeno crecen a aw menor que 0,7.

Pero éste no es el único mecanismo conservador de la sal. Como la concentració salina es mayor en el exterior que en el interior de los propios microorganismos, éstos pierden agua de manera alarmante hasta morir deshidratados. La sal es un eficaz enemigo de los microorganismos, que no soportan una elevada salinidad.

 

 

Nota sabionda: Algunas bacterias son inmunes a la sal, como algunas bacterias del género Sarcina. Por suerte no son patógenas.

Nota sabionda: Tan importante era la sal en la conservación de alimentos en épocas antiguas y tan alto su valor, que las legiones romanas recibían en ocasiones su sueldo o soldada en sal. De ahí que el cobro por un trabajo prestado reciba el nombre de salario.

Nota sabionda: Debido al proceso físico-químico de la ósmosis es peligroso beber agua salada.

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Energía eléctrica con cítricos

Uno de los experimentos de química que se suelen hacer en época escolar es el consistente en generar energía eléctrica con un cítrico.

Como si de una batería se tratase, se introduce en la naranja o el limón un objeto de cobre (quizás una moneda) y un objeto de zinc (quizás un tornillo galvanizado). Estos dos objetos trabajan como electrodos, causando una reacción electroquímica que genera una pequeña cantidad de electricidad.

A estos polos se conectan sendos cables eléctricos cuyos extremos están a su vez conectados a un led.

La corriente circula a través del ácido cítrico, que actúa como electrolito, y consigue encender levemente el LED.

Comoquiera que el voltaje producido es insuficiente para encender un LED estándar por completo, se ensamblan dos o más cítricos en serie para poder iluminarlo.

A continuación un par de videos en el que se lleva este sencillo experimento a niveles insospechados: encender un rótulo luminoso y… ¡cargar la batería de un iphone!

 

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¿Por qué no se deben tocar las lámparas halógenas con las manos?

Se deben manipular con guantes o con una esponjita o con un plástico, como el de la funda en las que suelen venir envueltas.

¿Y eso por qué? Pues porque se reduce su vida útil, se funden antes.

Pero para saber por qué ocurre esto, antes veremos cómo funcionan las lámparas.

Las lámparas de incandescencia —las bombillas de toda la vida— constan de una ampolla de vidrio que contiene un gas inerte (argón o criptón) y un filamento de wolframio. Y es el paso de la corriente eléctrica la que hace que el filamento de wolframio alcance altas temperaturas —que oscilan alrededor de los de 2000 ºC— que dan como resultado la emisión de luz visible.

Comoquiera que el color de esta luz es algo amarillento —como corresponde a la zona de menor energía del espectro visible— se hace necesario aumentar la temperatura del filamento para conseguir una luz más blanca. Pero el wolframio puede sublimar y el filamento hacerse más delgado en algunos puntos. Y es en estos puntos en los que puede fundirse, dando como resultado un filamento roto y una bombilla oscurecida por el wolframio enfriado y depositado. Decimos entonces que la bombilla se ha fundido.

Para obtener una luz más blanca se utilizan actualmente las lámpara halógenas, que permiten que el filamento alcance una temperatura más elevada sin que el wolframio llegue a fundir.

¿Y cómo lo consiguen?

Las lámparas halógenas además de su filamento de wolframio o tungsteno, contienen una atmósfera gaseosa formada por el gas inerte y por un halógeno (generalmente yodo o bromo), que consigue que el wolframio se mantenga más estable de la siguiente manera: cuando el wolframio pasa a estado gaseoso y entra en contacto con las paredes de la lámpara se enfría, combinándose con el halógeno para formar el halogenuro correspondiente. Por otra parte, en las zonas del filamento donde haya sublimado más wolframio, el conductor disminuye de grosor y por tanto aumenta la temperatura. Y es en estas zonas donde el metal se deposita sobre el filamento reparándolo.

Este ciclo regenerador permite una temperatura mayor de lo habitual y ofrece una luz más blanca, pero requiere de un compuesto de cuarzo —que soporta mejor las altas temperaturas— para la fabricación de la bombilla.

Pero el compuesto de cuarzo no se puede tocar con los dedos, porque restos de grasa corporal quedan adheridos a la superficie. Esta fina capa adherida se calienta y presenta diferente temperatura que el resto de la lámpara. Cuando el wolframio llega al cuarzo ya no se enfría y se rompe el ciclo regenerador. Además la huella de suciedad provoca una alteración química del cuarzo que es conocida como desvitrificación y que provoca su deterioro y contribuye a que el filamento se funda.

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Entrada elaborada a partir de la información ofrecida aquí, aquí y aquí.

¿Por qué el pegamento no se pega a su envase?

Eso. Si es pegamento… se tendría que pegar ¿no?

Se tendría que pegar en el tubo, en el bote o donde quiera que venga envasado. Pero no lo hace. Espera pacientemente a que volvamos a desenroscar el tapón, lo utilicemos y volvamos a taparlo hasta que de nuevo lo volvamos a necesitar.

Pero a todos nos ha pasado (y si no es que lo has usado poco) encontrarnos que, tras el uso, el tapón se ha pegado a la rosca o que la parte más superficial se ha solidificado; mientras que el resto de pegamento se mantiene como siempre.

Y eso ha pasado porque no se ha cerrado correctamente el tubo o el bote. De lo que se deduce que el contacto con el aire tiene la culpa.

Efectivamente, el pegamento solamente se endurece y realiza su función de pegado cuando entra en contacto con el aire. Y en su envase no se pega porque no hay aire en su interior o hay muy poco.

¿Y qué hace el aire? ¿airea?

En aquellos pegamentos disueltos en agua, como la cola, o en otros disolventes más potentes, como el pegamento Imedio, el aire permite que se evapore el agua o el agente disolvente que contienen, quedando únicamente el agente adhesivo solidificado. Son adhesivos por evaporación.

En otro tipo de pegamentos, los cianocrilatos, pegamentos rápidos como el SuperGlue, el proceso es diferente. Éstos se endurecen y adhieren al entrar en contacto con el hidrógeno. Los monómeros de cianocrilato polimerizan al hidrogenarse con el vapor de agua contenido en el aire. Son adhesivos por polimerización.

 

 

Nota sabionda: Para eliminar el pegamento de cianocrilato de los dedos, utilizar un algodón empapado en quitaesmalte de uñas.

Nota sabionda: Para que no se pegue el tapón del tubo de pegamento una vez abierto, basta con untar con una gota de aceite de oliva el cuello del tubo.

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